Тепло пиролиз. Принцип работы пиролизного котла. Выбор подходящего типа

Еще совсем недавно при выборе топлива практически для любых котлов всегда отдавалось предпочтение газу, а твердые виды оставались на втором месте. Но технологический прогресс не стоит на месте, и современные технологии позволяют качественно использовать любой вид топлива, в том числе и твердый. Для этого были разработаны специальные пиролизные котлы.

Процесс генерации тепла

Отопительный агрегат работает по принципу, в основе которого заложен пиролиз. Так, в процессе тления происходит распад топлива на две составляющие: уголь и газ. Медленное горение обеспечивается за счет ограничения подачи воздуха в печи. Продукты распада в виде газа улавливаются для участия в дальнейших тепловых процессах.

Пиролизный газ разбавляется воздухом и сжигается при более высоких температурах. В результате такого взаимодействия происходит веделение тепла.

Требования к горючему веществу

В зависимости от качества топлива, которое сжигается, определяется тип отопительного оборудования.

Существует два вида пиролизных печей:

энергонезависимые;
утилизаторы отходов.

Они различаются между собой качеством горючего, которое в них сжигают.

Для них необходимо использовать топливо с минимальной влажностью. Это обеспечит длительный срок эксплуатации. Максимальное значение не должно превышать 25%.

Использование качественной древесины позволяет получать 4 кВт/час при тлении 1 кг горючего. Это отличный вариант для отопления дома.

Пиролизные котлы длительного горения этого типа не слишком привередливы к топливу. Использоваться могут и торф, и отходы древесины, а также некачественные сорта угля. Требования к влажности не так высоки, как в предыдущем варианте - допускается влажность до 50%.

Но сырая древесина (отходы) снижают мощность дровяного котла в 2 раза. Это связано с тем, что влажное топливо плохо горит и выделяет много дыма.

Виды используемого топлива

Древесина и ее отходы могут использоваться в различной форме:

бруски размерами 250×450;
опилки различной величины;
брикеты, сформированные из остатков переработки.

Дрова производятся в основном из древесины лиственных пород, но применяются и хвойные. Кроме древесины могут использоваться различные виды угля. Выбор топлива зависит от времени его сгорания. Этот показатель имеет разные значения:

черный уголь – 10 часов;
бурый концентрат – до 8 часов;
мягкое дерево – 5 часов;
древесина твердая – 6 часов.

Устройство газогенераторов

Характерной особенностью конструкции является наличие двух камер в топке. Верхняя камера предназначена для загрузки дров и первичного процесса тления. В нижней камере происходит сгорания смеси газов и выделение тепла. Между собой они разделены газифицирующей форсункой. Чаще всего ее изготавливают из огнеупорного бетона. Топка является основным элементом, но кроме нее в конструкции предусмотрены и следующие узлы:

дымосос;
трубы и патрубки дымохода;
система подачи и вывода воды;
всевозможные регуляторы;
корпус.

Конструкции котлов могут быть разными, но существенных отличий в принципе работы у них нет. Он обозначен несколькими операциями:

устанавливается режим горения;
разжигается топливо;
достигается необходимая температура в топке;
ограничивается поступление кислорода, и регулятор переводится в режим тления, в процессе которого образуется пиролизный газ;
затем он поступает в форсунку, где происходит его смешивание с воздухом;
полученная газовая смесь перегоняется в нижнюю камеру, где происходит его сгорание и выброс тепла, которое расходуется на обогрев дома.

Весь рабочий цикл теплогенератора можно определить двумя основными этапами:

образование газа в загрузочной камере при температуре 200–800 ºС;
сжигание пиролизной газовой смеси в отсеке сгорания при нагреве до 1200 ºС.

Выделяющееся в процессе тепло нагревает воздух. Применение механизма пиролиза ставит газогенератор на ступеньку выше дровяного котла прямого сгорания.

Процесс запуска

Если котел правильно работает, то горящее пламя будет желтовато-белого цвета. Чтобы достичь этого, необходимо правильно запустить оборудование: перед закладкой угля или другого горючего следует нагреть загрузочную камеру до температуры 600–800ºС.

После загрузки топлива происходит его возгорание, и теперь можно переключать оборудование на пиролизный цикл. Также необходимо включить дополнительную тягу, которую обеспечивает дымосос. Придерживаясь простых правил, можно обеспечить медленное бескислородное сгорание угля с полезным выделением тепла.

Преимущества

Весь процесс сгорания и получения тепла автоматизирован в отличие от печей прямого сгорания. Также оборудование позволяет регулировать мощность в пределах 50–100%. Кроме этих параметров их эксплуатация связана с рядом плюсов:

не требуется регулярная чистка от сажи и пепла, потому что топливо сгорает практически полностью;
быстрый прогрев дома - повышение температуры на 20ºС происходит за полчаса;
экономия горючего за счет увеличенного цикла сгорания одной закладки;
коэффициент полезного действия в зависимости от модели составляет 80–85%;
безопасность, простота и удобство в управлении.

При отсутствии доступа к газовой магистрали пиролизные твердотопливные котлы – это оптимальный вариант отопительного оборудования.

Недостатки использования газогенераторов

Большой перечень преимуществ может быть немного омрачен рядом минусов. Прежде чем остановить свой выбор на таком отопительном агрегате следует изучить и недостатки:

высокие требования к используемой древесине, как к виду топлива;
отсутствие автоматизированного режима загрузки;
использование принудительной тяги требует расхода электроэнергии, а это дополнительные затраты;
отсутствие возможности нагрева воды, что связано с тем, что во всех моделях предусмотрена только одноконтурная система;
высокая стоимость.

Область применения

Используются пиролизные котлы длительного горения как в гражданских, так и промышленных помещениях. Если речь идет о больших площадях, выбор такого источника тепла будет оптимальным вариантом. Установка же генератора в маленьком доме нецелесообразна и не оправдывает себя.

Главной проблемой твердотопливных печей, всегда было выделение дыма, газа. Кроме запаха в воздух попадали и токсические испарения. Процесс пиролиза решил эту проблему полным сгоранием топлива, поэтому побочные эффекты сведены к минимуму.

Экологический фактор становится все более приоритетным при выборе источника обогрева. Очень часто печи используют на предприятиях деревообрабатывающей и легкой промышленности. С их же помощью утилизируются отходы, и генерируется достаточное количество тепла для обогрева дома.

Пиролизные котлы с каждым годом пользуются все большей популярностью при установке системы отопления. Хотя они и имеют несколько недостатков, такие параметры, как высокая эффективность и экологичность вполне их компенсируют. Газогенераторы имеют высокую стоимость, которая в 1,5 раза превышает классический вариант. Но они окупятся в кратчайшие сроки за счет снижения расхода топлива.

Годы идут, наука и техника двигаются вперед, а твердые виды топлива по-прежнему остаются востребованными. Сжигать дрова в традиционной печи или в буржуйке не слишком эффективно, но ситуацию изменили пиролизные котлы отопления – агрегаты отличаются высоким КПД и относительно простой эксплуатацией.

Согласитесь, это достаточно значимые аргументы при обустройстве автономного отопления. Если вы подыскиваете эффективный котел для дома, то стоит внимательнее присмотреться к пиролизным котлам.

Мы расскажем, как устроены и работают агрегаты длительного горения, в чем их технико-эксплуатационные особенности, а также приведем обзор наиболее рейтинговых моделей отечественных и зарубежных производителей.

Дрова – это, пожалуй, самое первое топливо в человеческой истории. Практически каждому известно, как быстро они сгорают на открытом воздухе, и что тепла при этом выделяется не так уж и много. Но ситуация кардинально изменяется, если создать иные условия для процесса сгорания.

Так называемое пиролизное горение осуществляется в закрытых камерах. Туда загружают дрова или иное твердое топливо подобного типа: пеллеты, опилки, отходы древесного производства и т.п.

Топливо поджигают и затем сокращают количество воздуха, поступающего в камеру.

Галерея изображений

Причем загружать топливо в устройство придется по максимуму, снижение нагрузки приводит к повышенному образованию золы и сажи, а также негативно сказывается на работе агрегата в целом.

Котлы верхнего горения

Один из вариантов пиролизного устройства – котел верхнего горения. Принцип действия этих двух агрегатов очень схож.

Точно так же в топку загружают большое количество твердого топлива низкой влажности, воздух нагнетают принудительно и обеспечивают тление топлива при пониженном количестве кислорода. Задвижку, которая регулирует поток кислорода, устанавливают в нужном положении.

Но котлы длительного горения не имеют ни зольника, ни колосника. Дно представляет собой глухую металлическую плиту. Такие котлы устроены так, чтобы древесина сгорала полностью, а оставшееся в топке малое количество золы выдувалось воздухом.

Такие устройства отличаются высоким КПД и также работают при температурах более 1000°С.

Основная особенность таких устройств – они действительно обеспечивают длительный срок работы при полной загрузке. Топливная камера в таких устройствах обычно выполнена в форме цилиндра.

В нее сверху загружают топливо, сверху же, по центру, нагнетается необходимый для горения воздух.

В котлах верхнего горения устройство для нагнетания воздуха – это подвижный элемент, который опускается вниз по мере прогорания дров

Таким образом осуществляется медленное тление верхнего слоя топлива. Топливо постепенно сгорает, его уровень в топке понижается. Одновременно изменяется и положение устройства для подачи воздуха в топку, этот элемент в таких моделях подвижен и он практически лежит на верхнем слое дров.

Второй этап горения осуществляется в верхней части топки, которая отделена от нижнего отделения толстым металлическим диском. Горячие пиролизные газы, образовавшиеся в результате сгорания топлива внизу, расширяются и перемещаются вверх.

Здесь они смешиваются с воздухом и сгорают, дополнительно передавая теплообменнику солидную порцию тепловой энергии.

Балка, удерживающая диск, который разделяет камеру сгорания на две части, как и сам этот диск, в процессе работы котла верхнего сгорания постоянно находится под воздействием высокой температуры. Со временем эти элементы сгорают, их придется периодически заменять.

На выходе из второй части топливной камеры обычно установлен регулятор тяги. Это автоматический прибор, который определяет температуру теплоносителя и в зависимости от полученных данных регулирует интенсивность движения горючего газа. Он защищает устройство от возможного перегрева.

Стоит отметить, что наружный теплообменник в таких котлах реагирует на изменение скорости циркуляции жидкости в теплообменнике, т.е. на колебания температуры. На поверхности устройства сразу же образуется слой конденсата, который вызывает коррозию, особенно если речь идет о стальных котлах.

Предпочтительнее брать устройство из чугуна, которое значительно лучше сопротивляется подобному воздействию.

Хотя топливо в пиролизных котлах длительного горения должно сгорать без остатка, на практике так бывает не всегда. Порой пепел спекается, образуя частички, которые трудно удалить с помощью потока воздуха.

Если в топке накопится большое количество таких остатков, может наблюдаться заметное снижение тепловой отдачи агрегата. Поэтому котел верхнего горения следует периодически все же прочищать.

Особенность устройств этого типа в том, что по мере сгорания топлива его можно догружать, не дожидаясь сгорания всей закладки топлива. Это удобно, когда нужно избавиться от горючего бытового мусора.

Существуют также разновидности котлов верхнего горения, которые работают не только на древесном топливе, но и на угле. Сложные узлы автоматического управления в пиролизных котлах этого типа отсутствуют, поэтому серьезные поломки наблюдаются крайне редко.

Конструкция котла верхнего горения позволяет загружать топку лишь частично, если это необходимо. Однако в этом случае выполнить розжиг верхнего слоя топлива может быть не просто. Само топлива должно быть подсушенным, дрова из открытой поленницы для такого котла не подходят.

Топливо крупных фракций также не следует использовать для этого вида техники, т.е. дрова придется обязательно колоть на небольшие части.

Особенности эксплуатации газогенераторных котлов

Эффективность работы пиролизного котла во многом зависит от типа и качества топлива. Технически в топку можно загрузить не только древесину, но и уголь, и даже торф, большинство современных моделей котлов рассчитаны на использование нескольких видов топлива.

Древесина сгорает примерно за 5-6 часов, в зависимости от сорта. Чем тверже дерево, тем дольше оно горит.

Около десяти часов уйдет на сгорание черного угля, а такое же количество бурого угля будет тлеть в течение восьми часов. На практике самую высокую теплоотдачу пиролизная техника демонстрирует при загрузке сухим деревом. Оптимальными считаются дрова влажностью не более 20%, а длиной около 45-65 см.

Если доступа к такому топливу не имеется, можно использовать уголь или другое органическое топливо: специальные и пеллеты из древесины, отходы, полученные при обработке дерева, торф, материалы с целлюлозой и т.п.

Перед началом эксплуатации котла следует внимательно изучить рекомендации производителя устройства в отношении топлива.

В котлах пиролизного горения поступление воздуха регулируется обычными механическими задвижками. Отсутствие сложной электроники обеспечивает высокую отказоустойчивость прибора

Слишком влажное топливо в таких устройствах недопустимо. При его сгорании в топке образуются дополнительные водяные пары, которые способствуют образованию таких побочных продуктов, как деготь и копоть.

Стенки котла загрязняются, теплоотдача снижается, со временем котел может даже прекратить работу, затухнуть.

Если использовать для котла пиролизного горения дрова со слишком высокой влажностью, внутри устройства возникнут условия для образования дегтя, который ухудшит теплоотдачу устройства и может привести к поломкам

Если в топку заложено сухое топливо и котел настроен правильно, пиролизный газ, полученный в результате работы устройства, будет давать пламя желто-белого цвета. Такое горение сопровождается ничтожным выделением побочных продуктов сгорания топлива.

Если цвет пламени окрашен иначе, имеет смысл проверить качество топлива, а также настройки прибора.

Пиролизные газы, смешанные с воздухом, горят ровным желто-белым пламенем. Если цвет пламени изменился, возможно, нужно проверить настройки котла или качество топлива

В отличие от обычных твердотопливных устройств, перед загрузкой дров в пиролизные котлы, работающие на твердом топливе, топку следует разогреть.

Для этого выполняют следующие шаги:

Загружают на дно топки мелкую сухую растопку (бумагу, щепу и т.п.)
Поджигают ее с помощью факела из подобных материалов.
Закрывают дверцу камеры сгорания.
Дверцу загрузочной камеры оставляют немного приоткрытой.
Добавляют порции растопку по мере ее сгорания.
Процесс повторяют до тех пор, пока на дне не образуется слой тлеющих углей.

К этому моменту топка уже прогревается примерно до 500-800°С, создавая условия для загрузки основного топлива. Не следует использовать для розжига растопки бензин, керосин или любые другие подобные жидкие вещества. Перед тем, как прогревать топку котла длительного горения, следует убедиться, что устройство готово к эксплуатации.

Характерная особенность котлов пиролизного горения – малое количество золы и пепла, что облегчает процесс очистки устройства и его обслуживания

Для этого проверяют наличие тяги, герметичность дверок, исправность запорных механизмов и регулировочной аппаратуры, наличие и т.п.

Затем следует включить терморегулятор, чтобы убедиться, что на прибор поступает напряжение. После этого открывают шибер прямой тяги и вентилируют котел в течение 5-10 минут.

Обзор популярных моделей

Следует понимать, что любой пиролизный котел – это достаточно тяжелый агрегат, который не предназначен для подвешивания на стену. Такие устройства можно применять как для отопления небольшого дома, так и для просторных коттеджей. Как и другие отопительные агрегаты, различаются по мощности.

Выбирая котел пиролизного горения, следует ориентироваться на такие показатели, как тепловая мощность устройства, размеры камеры загрузки, наличие второго контура и т.п.

На этот показатель обычно и ориентируются покупатели.

Среди популярных моделей такой техники следует упомянуть:

Atmos (Украина) – представлены устройствами, которые могут работать и на дровах, и на угле, мощность варьируется в пределах от 14 до 75 киловатт.
Attack (Словакия) – способны справиться с обогревом площадей до 950 кв. м, некоторые модели способны продолжать работу даже при перебоях с электроэнергией.
Bosch (Германия) – высококачественная продукция известного бренда, мощность варьируется в пределах 21-38 киловатт.
Buderus (Германия) представлена линейками Elektromet и Logano , первая хорошо известна в Европе как классический вариант пиролизного котла, вторая – более современные версии, предназначенные для частных домов.
Gefest (Украина) – высокомощные устройства с КПД до 95%.
КТ-2Е (Россия) специально разработан для крупных жилых помещений, мощность агрегата составляет 95 киловатт.
Opop (Чехия) – относительно недорогие котлы, надежные и долговечные, мощность 25-45 киловатт.
Stropuva (производства Литвы или Украины) с мощностью от семи киловатт вполне подойдут для небольшого дома, но в модельном ряде представлены и более мощные устройства.
Viessmann (Германия) – идеальный выбор для частных домовладений, мощность стартует с 12 киловатт, применение современных технологий позволяет экономить топливо.
“Буран” (Украина) с мощностью до 40 киловатт еще один популярный вариант для владельцев больших коттеджей.
“Логика” (Польша) высокомощные устройства на 20 киловатт с легкостью обогревают помещения площадью до 2 тыс. кв. м, это скорее котел для промышленных нужд: обогрева цехов, офисов, теплиц и т.п.

Выбирая пиролизный котел для частного дома, следует обратить внимание на модели с двумя контурами, чтобы не только отапливать жилище, но и обеспечить его автономным горячим водоснабжением.

Пиролизные котлы недешевы, но полностью оправдывают вложенные в их приобретение средства. При правильной установке и обслуживании такие устройства обеспечат дом стабильным и недорогим теплом.

Подыскиваете пиролизный котел для отопления дома? Или есть опыт эксплуатации таких агрегатов? Оставляйте, пожалуйста, комментарии к статье и делитесь впечатлениями об использовании пиролизных котлов. Форма обратной связи расположена в нижнем блоке.

Согласно законам физики, любое твердое тело, при интенсивном нагревании и ограниченном доступе воздуха, выделяет определенное количество газа. Согласно расчетам, проведенным опытным путем, у каждого материала, процент продуцируемого CO разный.

Наибольшее количество газа, выделяет древесина. Именно на этом физическом законе и основан принцип работы, который использует пиролизный котел на дровах.

Устройство и схема работы пиролизного дровяного котла

Пиролизные котлы на дровах имеют простую конструкцию, предназначенную для одновременного аккумулирования тепла от горящего топлива и сжигания продуцируемого газа. Именно этот процесс и называется пиролизом.

Принцип работы дровяных пиролизных котлов для отопления дома следующий:

В топочной камере нагнетается температура свыше 550°С. После этого, подача воздуха ограничивается, что приводит к окислению твердого топлива и усиленному выделению CO. Так как, дрова скорее не горят, а тлеют, иногда пиролизные модели называют котлами длительного горения.
Газ направляется в камеру дожига, обычно облицованную шамотным кирпичом, для поддержания определенной температуры нагрева. Происходит дожигание газа.
Выделяемое тепло аккумулируется теплообменником особой конструкции. После чего, энергия передается теплоносителю, нагревая его до необходимой температуры.

Данный принцип работы использует любой бытовой пиролизный котел на дровах с водяным контуром. Отличие заключается в функциональных и конструкционных особенностях.

Дополнительно можно классифицировать пиролизное оборудование по следующим отличиям:

Процесс пиролиза может начаться только при определенных условиях: высокой температуре в топочной камере, ограниченном поступлении кислорода. Также предъявляются требования к влажности дров – не более 20%.

Как правильно топить пиролизный отопительный котел дровами

С помощью пиролизного котла, можно увеличить время работы от одной закладки, повысить энергоэффективность оборудования и теплоотдачу. Мало того, данная конструкция помогает экономить дрова, так как получает большее количество (по сравнению с обычными котлами) тепловой энергии при сжигании газа.

Но, все перечисленные достоинства становятся возможными, только, если научиться правильно топить теплогенератор. Существует несколько простых правил:

Чтобы предотвратить зависание дров в пиролизном котле с верхней закладкой, длина поленьев должна быть меньше размеров топки на несколько сантиметров.
Топливо разжигается в обычном режиме, при открытой заслонке. После того, как огонь разгорелся, спустя 15-20 минут, заслонка переводится в режим пиролиза.
Существенно увеличить время горения дров можно, благодаря использованию топлива с влажностью не более 20%.

После нескольких самостоятельных растопок, эксплуатация котла перестает казаться сложной.

Во время первых топок котла, возможно появление неприятного запаха в помещении, появляющегося в процессе полимеризации краски.

Какие дрова лучше

С максимальным КПД, котлы работают только при условии, что используемое топливо соответствует определенным требованиям, указанным в инструкции по эксплуатации:

Лучше топить дровами твердых пород дерева. Оптимально будет применение ольхи, дуба, акации, бука. Не рекомендуется применять хвойные сорта. По причине высокого содержания смолянистых выделений в продуктах сгорания, нередко начинаются проблемы во время эксплуатации оборудования. Вплоть до выхода его из строя.
Запрещается использовать дрова высокой влажности. Исключением являются котлы с верхней закладкой. В котлах с нижней закладкой, рекомендованная влажность топлива, не превышает 20%, с верхней 45%.
Котлы на пиролизном принципе горения дров, запрещается топить углем, отходами деревообработки, за исключением некоторых моделей универсального типа.

Пиролизные котлы лучше работают на сухих дровах твердых пород. Добиться определенной влажности можно при естественной сушке дров.

Как хранить и сушить дрова

Средний расход дров в частном доме, за сезон отопления, составляет 6-10 м³. Соответственно возникает вопрос о том, как правильно хранить и сушить такой объем топлива. Существуют несколько основных рекомендаций относительно этого:

Необходим отдельный склад для хранения дров. Запрещается размещать хранилище в котельной. Оптимально будет использовать сухое смежное помещение. Склад можно сделать на улице, приспособив для этих целей любой крытый сарай или навес.
Чтобы обеспечить необходимое высыхание дров до 20% влажности, на территории РФ, потребуется дать вылежаться поленьям в течение двух отопительных сезонов. Поленья, заготовленные в этом году, можно будет использовать только через год. Поэтому, хранилище должно иметь достаточную площадь, чтобы вместить топливо на три года.

Частота загрузки дров и время работы от одной закладки, напрямую зависят от их качества. Хорошо просушенное топливо, дает больше тепла и обеспечивает нормальные условия для начала пиролиза.

Как выбрать пиролизный котел отопления на дровах

При выборе пиролизного оборудования, крайне важно обращать внимание на:

Особенности конструкции.
Тип загрузки.
Зависимость от электроэнергии.
Количество контуров.
Материал теплообменника.

Помимо этого, крайне важно приобретать продукцию только проверенных временем производителей. После анализа статистических отчетов, становится очевидным, что наиболее популярными остаются следующие производители:

Российские – модели, пользующиеся популярностью, благодаря неприхотливости к качеству и типу топлива. Лучшие теплотехнические характеристики у двух котлов « » и « ». Первые являются энергозависимыми, вторые работают без использования электричества.
Немецкие – пиролизное оборудование представлено всемирно известными лидерами, и , а также, ничем не уступающим им по качеству и характеристикам Bosch. Последний производитель предлагает котлы для подключения к системам отопления с естественной циркуляцией теплоносителя.
Чешские – пиролизное оборудование предлагают несколько компаний: и Wattek. Максимально эффективной является продукция компании , пользующаяся особой любовью отечественного потребителя.
Польские – продукция польских заводов, пока не получила широкого распространения на территории РФ. Производителей, предлагающих пиролизные агрегаты несколько. Среди них IRLEH, ORLAN (Orlingo).
Австрийские – популярностью пользуются две компании производителя, HERZ FIRESTAR и . Вторые модели отличает практически полная автоматизация процесса горения и возможность удаленного контроля.

Буквально несколько лет назад, на отечественном рынке отопительного оборудования, предлагались модели 4-5 производителей, что существенно ограничивало выбор. Сейчас, подобрать дровяные котлы пиролизного горения, можно среди нескольких десятков модификаций, предлагаемых отечественными и зарубежными компаниями.

Комфорт в помещении напрямую связан с температурой воздуха, которая, в свою очередь, зависит от качества работы отопительного прибора. Грамотно подобранное оборудование позволит наслаждаться комфортной температурой и не задумываться о том, какая погода за окном. Однако ассортимент котлов настолько велик, что разобраться в нем достаточно сложно. Как показывает практика, чаще всего выбирают газовые приборы, которые считаются наиболее практичными. Если их использование невозможно, зачастую обращаются к твердотопливным устройством. В их ряду стоит особо выделить пиролизные котлы, простое в эксплуатации, очень эффективное современное оборудование.

Устройство и принцип действия пиролизного котла

Пиролизный котел относится к числу устройств, . Как и они, прибор производит нагрев теплоносителя и подает его в систему. Однако он имеет ряд отличий от традиционных моделей, как в конструкции, так и в принципе действия. Прежде всего, работа пиролизного аппарата основана на процессе сухой перегонки древесины, который называется пиролиз. Он заключается в выделении смеси газов из твердой органики под воздействием достаточно высоких температур в условиях минимальной подачи кислорода. В результате реакции топливо распадается на сухие остатки или кокс и газ.

В основу работы пиролизного котла положен процесс сухой перегонки органического топлива, в результате которого оно разделяется на газовую смесь и кокс

Процесс пиролиза может происходить только при очень высоких температурах, минимум 1100°С. Кроме того реакция идет с высвобождением большого количества тепла, которое подсушивает топливо, а так же нагревает воздух, поступающий в зону горения. Газ, выделившийся из топлива в процессе пиролиза, смешивается с кислородом и горит с выделением тепла. Особенность оборудования заключается в том, что древесный газ взаимодействует с активным углеродом, что позволяет минимизировать канцерогенные вещества в отработанных газах. Содержание СО₂ в дыме в среднем в три раза ниже, чем у традиционных твердотопливных моделей.

Основу прибора составляют две полностью герметичные камеры. Чаще всего они выполнены из листов стали толщиной минимум 5 мм. В качестве разделителя между элементами выступают форсунки. Верхняя часть топки представляет собой отдельную конструкцию, так называемый топливный бункер. Нижняя одновременно используется как камера сгорания и как зольник. Топливо сначала поступает в верхний отдел. Здесь оно немного подсушивается, одновременно прогревается и воздух, направляющийся в нижний отсек, где сжигается выделяющийся газ и скапливается зола.

На рисунке представлена схема устройства пиролизного котла. Здесь же обозначены основные элементы системы (клик для увеличения)

Отличительная особенность оборудования – возможность регулирования мощности путем наддува воздуха. Таким способом можно добиться большей эффективности, чем в традиционных системах. Использование терморегулятора позволяет поддерживать заданную температуру теплоносителя. Еще одно отличие – возможность длительное время функционировать на одной закладке топлива. Именно поэтому приборы называются пиролизные котлы длительного горения. В среднем время прогорания одной закладки составляет 12 часов, существуют модели и с большими показателями. Кроме того в силу конструктивных особенностей оборудования расход топлива в таких системах уменьшается.

Как грамотно выбрать топливо?

Теоретически пиролизные системы могут работать на различных видах твердого органического топлива. Это может быть уголь, торф или древесина. Последнее, а точнее, дрова, считается наиболее экономически выгодным топливом. Его размеры определяются параметрами топки. Чаще всего для пиролизных устройств используются поленья, длина которых составляет 400 мм, а диаметр – до 200 мм. Размеры топливных брикетов должны составлять порядка 300х30 мм. Кроме того такие системы очень требовательны к влажности. При ее избытке выделяется большое количество пара, что снижает тепловые характеристики оборудования и приводит к образованию копоти.

Для нормальной работы приборов необходимо, чтобы влажность топлива не превышала 45%. Лучше всего, чтобы она составляла 20%. Исследования показали, что при сгорании килограмма древесины, влажность которой 20%, выделяется тепло, эквивалентное 4 кВт/ч. Тогда как такое же количество дерева влажностью 50% даст тепла ровно в два раза меньше. Именно поэтому на влажность топлива следует обратить особое внимание. Вместе с дровами или топливными брикетами можно использовать опилки или другие древесные отходы. Их количество не должно превышать трети от общего объема топлива.

Топливом для пиролизных котлов теоретически может служить почти любая твердая органика: древесина, торф, уголь и т. д. Однако наиболее эффективно оборудование работает на дровах, влажность которых не превышает 20%

Разновидности пиролизных котлов

Существуют две разновидности прибора, различающиеся местом расположения отсека дожига. Он может располагаться внизу или наверху.

Оборудование с нижней камерой дожига

Наиболее распространенная модификация приборов, что обусловлено удобством в эксплуатации. Топливо помещается в верхнюю камеру, что очень рационально. Отработанные газы выходят в трубу, находящуюся внизу. Основным недостатком таких устройств можно считать то, что чистить систему придется достаточно часто. Связано это с тем, что при прогорании топлива зола из верхнего отделения попадает в камеру дожига.

Приборы с верхней камерой

Такие системы менее удобны, зато имеют определенные преимущества. Зола не попадает в отсек дожига, что позволяет чистить его намного реже. Кроме того пиролизный газ посредством форсунок выводится вверх, где сгорает и поступает в дымоход, охлаждается и отводится в дымоход. Такая система более практична, но требует большего количества материала на изготовление дымового тракта.

Модификация пиролизного оборудования с верхним расположением камеры дожига. Регулярная чистка такой конструкции будет проводиться намного реже

Пиролизные котлы могут быть оснащены вентиляцией различного типа:

Естественная. Такие устройства не зависят от подачи электроэнергии. Должны быть оборудованы достаточно высоким дымоходом для создания необходимой тяги.
Принудительная. Приборы энергозависимы, поскольку оборудуются различными вентиляторами и насосами, которые управляются в автоматическом режиме. Характеризуются большим временем эффективного горения, чем устройства с естественной вентиляцией.

Важным аспектом подбора пиролизного оборудования считается материал, из которого изготавливается его корпус. Наиболее распространенный вариант – сталь, толщиной не менее 5 мм. Это достаточно прочный и довольно долговечный материал. Его главный недостаток – подверженность коррозии, что отрицательно сказывается на сроке его эксплуатации. Лучшая альтернатива такому прибору – котел в чугунном корпусе. Такие устройства отличаются более высокой теплоотдачей, служат гораздо дольше и имеют повышенную устойчивость к кислотам и смолам.

Почему стоит купить именно такой котел?

Владельцы такого оборудования получают множество преимуществ:

Высокий КПД устройств, поскольку топливо сгорает, практически, без остатка.
Возможность регулировать температуру в отапливаемом помещении, что позволяет расходовать топливо предельно экономно.
Низкий уровень вредных веществ в отработанных газах. Их выделяется почти в три раза меньше, чем при работе классических твердотопливных котлов.
Возможность загружать топливо в среднем два раза в день. Экономичный режим предполагает даже одну загрузку в сутки.
Полуавтоматическое управление. С помощью пульта можно увеличивать либо уменьшать скорость подачи воздуха, что дает возможность регулировать мощность устройства в пределах от 30 и до 100%.
Количество продуктов сгорания минимально. Таким образом чистка оборудования проводится достаточно редко.

Прибор имеет и некоторые недостатки, о которых нужно знать, прежде чем выбирать это устройство. Во-первых, все автоматизированные модели работают только от сети. Во-вторых, стоимость прибора в среднем в полтора раза выше устройств классического горения. Однако существенная экономия топлива со временем позволяет окупить все затраты. Ну и, чаще всего пиролизные котлы, работающие на твердом топливе, выпускаются одноконтурными. Поэтому могут использоваться только в качестве отопительной системы. Для подогрева воды придется устанавливать другие устройства, что предполагает дополнительные денежные затраты.

Принцип действия пиролизных аппаратов предполагает длительный процесс горения, что дает возможность сократить количество закладок и существенно уменьшить количество топлива

Закладка топлива в пиролизные устройства всегда производится вручную, автоматизировать этот процесс нельзя. Это можно считать небольшим недостатком системы

Выбираем производителя и марку оборудования

Признанными лидерами в производстве пиролизных котлов на твердом топливе считаются немецкие компании Buderus и Viessmann. Они отличаются наименьшим количеством токсичных выбросов в атмосферу и максимально высоким КПД. Некоторые модели этих брендов могут работать на одной закладке до 24 часов. Секрет таких характеристик кроется в усовершенствованной конструкции топки оборудования. Эффективность работы устройства контролирует автоматика, что позволяет обеспечить равномерный тепловой режим и при этом существенно снизить затраты на топливо.

Еще один популярный производитель – чешская фирма Dakon. Конструкция аппаратов практически идентична немецким аналогам. Соответственно, и эффективность работы тоже. К числу успешных находок компании можно отнести пульт управления котлом, с помощью которого можно осуществлять все основные регулировки. Новинкой Dakon считается устройство, выпускающееся в чугунном корпусе. Эта модель называется Daman Pyro. Она имеет самый продолжительный срок службы в своем классе оборудования. Это устройство способно в межсезонье работать с половинной мощностью.

Интересные и практичные модели можно найти у чешского производителя ОРОР. Особенность этих котлов – в полной энергонезависимости. Кроме того особая конструкция приборов позволяет им работать не только на древесине, но и на угле. Газы через горелку направляются в камеру сгорания, где и сжигаются с участием вторичного воздуха. Для регулирования мощности прибора используются заслонки, которые могут закрываться и открываться. КПД колов марки ОРОР в среднем составляет порядка 89%, что можно считать достаточно хорошим показателем.

Российские пиролизные котлы марки Буржуй-К выгодно отличаются от конкурентов способностью работать на топливе повышенной влажности и использовать различные виды топлива

Из отечественных производителей стоит выделить костромскую компанию ТеплоГарант, выпускающую котлы под маркой Буржуй-К. Это очень практичные, полностью энергонезависимые устройства, которые могут использоваться как в частных домах, так и на производстве. Отличительная особенность моделей – возможность работать с разными видами топлива. Кроме того приборы рассчитаны на эффективную работу с топливом большей влажности, что дает им определенные преимущества перед конкурентами.

Пеллетные котлы также, как и пиролизные признаны стабильным и надёжным отопительным оборудованием. О правилах выбора агрегата узнаете из нашей следующей статьи: .

Пиролизные котлы приобретают все большую популярность. Их можно считать наиболее практичной разновидностью твердотопливного оборудования. Несмотря на достаточно высокую цену, а она начинается в среднем от 40 тыс. рублей, спрос на такие устройства остается стабильным и даже растет. Это объясняется достаточно высоким КПД аппаратов, приемлемой стоимостью топлива и возможностью длительного функционирования от одной закладки. Разнообразный ассортимент пиролизных котлов позволяет подобрать модель, оптимально подходящую для любого строения.

Пиролизные котлы с водяным контуром и без – это высокоэффективное оборудование для качественного и быстрого прогрева помещений. Передовые технологии, лежащие в основе изготовления, абсолютная безопасность, высокая скорость обогрева и прочие достоинства выделяют эти устройства в отдельную группу современных отопительных приборов, которые уже успели занять достойною нишу на рынке, обзавестись широкой аудиторий поклонников и положительными отзывами.

Суть пиролиза

Дрова, уложенные в камере котла, постепенно сгорают и тлеют. В момент недостаточного объема кислорода кроме тепла образуется дым и некоторое количество горючих газов. В отличие от дровяного топлива, антрацит практически полностью состоит из углерода, что позволяет говорить о меньшем эффекте прогрева и выделении лишь угарного газа. В составе дров в большей мере преобладает целлюлоза (углеводы) и содержится приличное количество воды, поэтому этот вид топлива выделяет множество самых разнообразных веществ.

Время сгорания газов – минимальное, да в процессе горения практически не образуется копоть, что положительно сказывается на КПД отопительного прибора. Чтобы активировать процесс выделения газов, следует хорошо разогреть котел. Чаще всего для этого используется специальная конструкция. Несмотря на то что газогенераторные котлы по цене несколько дороже обычных твердотопливных моделей, но эти затраты с лихвой окупятся уже в ближайшем будущем.

Устройство и принцип работы

Конструкция котла включает 2 камеры: нижняя предназначена для пиролиза, а верхняя – для сгорания выделившихся в процессе сгорания газов. Поскольку все процессы протекают под действием высоких температур, то все элементы и корпус котла должны быть изготовлены из жаропрочных материалов. Чаще всего производители прибегают к чугуну в силу его сверхпрочности, хорошей устойчивости к коррозии и температурному воздействию. Нередко встречаются и котлы из стали, которые очень быстро нагреваются и также быстро остывают. В таких конструкциях предусматривается наличие специального керамического покрытия, которое защищает сталь от прогорания.

Принцип работы пиролизного котла – это процесс генерации пиролизного газа из твердой древесины при температурном режиме от 200ºС до 800ºС и недостатке кислорода и последующего дожигания выделяющихся газов, которые перемешиваются со вторичным воздухом уже в отсеке дожига.

Для этого:

твердотопливные ресурсы помещаются в загрузочную камеру;
с помощью регулятора выбирается и устанавливается режим горения, по достижении которого котел выполняет функции печи;
после того как топочный отсек достаточно прогрет, регулятор переключается на режим пиролиза. В этот момент перекрывается доступ воздуха, из-за чего древесина постепенно тлеет и пространство наполняется большим количеством углекислого газа;

газ перемещается во вторую камеру, которая обычно расположена в верхней части котла, но в некоторых моделях может быть и внизу;
перемешиваясь с кислородом, газообразное вещество сжигается, при этом выделяется дополнительный объем тепла, который и обогревает помещение.

Важно! Поскольку пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром бытового назначения относятся к современным и производительным отопительным приборам, то они предусматривают возможность легкого и эффективного контроля за процессом горения. Кроме того, они решают задачу создания благоприятных условий для образования максимального количества выделяемых газов и тепла.

Топливо

Одинаково продуктивно твердотопливные котлы могут функционировать на любом твердом топливе – это может быть торф, уголь (как черный, так и бурый), обычная древесина, топливные брикеты. Поскольку все упомянутые сырьевые ресурсы имеют свои отличительные особенности и качества, то и время полного сгорания у них также отлично. Например, период сгорания мягкой древесины составляет 5 часов, твердой – 8 часов, а время сгорания угля достигает уже 10 часов.

Любопытно в этой связи и мнение экспертов: все они в один голос утверждают о высокой производительности котлов, работающих именно на твердой и сухой древесине. Для достижения максимальной производительности, хорошего прогрева помещения и длительной безотказной работы оборудования рекомендуется использовать сухие дрова, длина которых не превышает 60 см, а влажность – 20%.

Важно! Цвет пиролизного газа – практически белый, при этом никаких побочных веществ при горении образовываться не должно. Однако при чрезмерно высокой влажности твердого топлива не исключено появление дегтя, копоти, резкое уменьшение теплотворной функции оборудования и даже его самопроизвольное затухание.

Сравнивая древесину и иное твердотопливное сырье, которое только может быть использовано для бесперебойной работы пиролизного котла, с газом можно отметить доступность и экологичность первых, дороговизну, а в некоторых случаях и невозможность строительства газопровода.

Что же касается твердого топлива, то его предостаточно в каждом российском регионе, а для его транспортировки потребуется лишь магистраль и вместительный транспорт. Для многих жителей сельской местности пиролизные котлы, работающие на твердотопливных ресурсах, — это настоящее спасение.

Преимущества пиролизных котлов

Перед покупкой и установкой такого отопительного оборудования, следует тщательно выявить и проанализировать все плюсы и минусы той или иной модели или типа котла.

Так, пиролизный котел длительного горения по сравнению с иными отопительными устройствами имеет ряд неоспоримых преимуществ:

потребляемое топливо доступно по цене и продается в свободном доступе;
высокий КПД при использовании дров и быстрый прогрев помещения, независимо от его габаритов;
высокая скорость прогрева теплоносителя;
продолжительная работа при одном цикле загрузки;
доступный функционал и простая регулировка интенсивности горения;

легкость обслуживания;
хорошая стабильность работы и длительная, безремонтная эксплуатация;
простота монтажа пиролизного котла, отсутствие необходимости прокладки и подсоединения трубопровода;
потери тепла совсем незначительны;
легкая чистка оборудования за счет образования минимального количества золы в камере и дымоходе во время эксплуатации;
минимальный объем выбросов позволяет и не загрязнять окружающую среду.

Пиролизные котлы длительного горения, к сожалению, не лишены и недостатков. Один из главных недостатков – это цена устройства. Независимо от производителя и конструкторских особенностей пиролизных котлов, все они несколько дороже иных твердотопливных приборов.

Кроме того, эти котлы являются одноконтурными устройствами, которые не предназначены для нагрева воды для бытовых нужд. Еще один недостаток, который уже упоминался ранее, — это чувствительность оборудования к влажности древесины: при высоких показателях влажности возможно снижение КПД и эффективности работы прибора. Нельзя не отметить и внушительные размеры агрегата. Ну и наконец, регулирование интенсивности горения возможно только в ручном режиме, полная автоматика не предусмотрена.

Факторы эффективности работы пиролизных котлов

На производительность отопительного оборудования, эффективность и скорость прогрева помещений, помимо топливных ресурсов и их влажности, оказывают влияние и следующие факторы:

температурный режим помещения;
уровень температуры, который следует достичь;
наличие (отсутствие), а также качество утепления здания;
специфика действующей системы прогрева.

Как выбрать подходящий котел

Если у вас есть возможность недорого купить или заготовить заранее древесину, то можете смело и долго не сомневаясь в высокой производительности работы, покупать и устанавливать дома пиролизный котел длительного горения.

Если же вы вовсе не уверены в такой возможности, то рекомендуем обратить внимание на котел, топка которого сочетает в себе 80% пиролизного сживания твердотопливных ресурсов и 20% обычного. Эти устройства считаются комбинированными, поскольку они позволяют качественно сжигать не только традиционные дрова, но и отходы древесины и угля, торфяные отходы, а также любую иную топливную смесь, влажность которой будет менее 50%. Такое комбинированное отопительное устройство способно сжигать в режиме пиролиза порядка 80% твердого топлива, и остальные 20% — в режиме самого обычного котла, который работает на твердотопливных ресурсах.

При покупке котла обязательно визуально оцените объем загрузочной камеры. Оптимальным вариантом станет прибор, загрузочная емкость которого будет способна уместить древесину длиной 65 см. Немаловажное значение имеет и покрытие камер: наличие керамобетона гарантирует целостность отсеков при максимальном прогреве, защитит стенки от прогораний и обеспечит нужное сжигание сырья.

Внимание! Ознакомьтесь с техническими характеристиками приглянувшегося вам оборудования. Особое внимание уделите показателю продолжительности сгорания топливных ресурсов: средняя длительность горения не должна быть менее 10 часов.